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采用直流脉冲等离子体源活性屏离子渗氮技术,对AISI 304奥氏体不锈钢进行表面改性处理。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析表征改性前后AISI 304奥氏体不锈钢的表面相结构、成分和形貌；利用显微硬度计测试渗氮前后AISI 304不锈钢硬度变化；通过阳极极化曲线、Mott-Schottky曲线和电化学阻抗谱的测量,分析改性前后钝化膜在3.5% NaCl溶液中的耐点蚀性能和半导体特性,并采用ZsimpWin软件对EIS测量结果进行拟合分析,选择合理的等效电路,获得电极系统的动力学信息及电极界面结构信息。研究结果表明：改性层为γN相,氮含量为14.51 at.%,显微硬度平均值为HV0.1N0.690 GPa,比AISI304不锈钢提高了五倍。AISI 304奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线呈现自钝化-点蚀击穿过程,击穿电位Ept为-81 mV;γN相改性层则呈现自钝化-过钝化溶解过程,无点蚀发生。AISI 304不锈钢自钝化膜的Mott-Schottky曲线表明,钝化膜负于平带电位为p型半导体,平带电位以上为n型半导体,由外层的Fe203和内层的Cr203组成,施主浓度No为4.23×1021 cm-3,受主浓度NA为6.02×1021 cm-3,平带电位为-702 mv;γn相的Mott-Schottky曲线主要表现为n型半导体特征, p型半导体特征不明显,钝化膜组成以Fe2O3为主,施主浓度ND为5.64×1020 cm-3,平带电位为-753 mv,钝化膜的载流子密度降低,降低Cl-在钝化膜表面的吸附。在3.5%NaCl溶液中浸泡1h的Nyquist图均呈现偏移横轴的单容抗弧,γN相的容抗弧直径明显增大；Bode图中AISI 304不锈钢呈现两个时间常数,γN相改性层为一个时间常数,且相位角增大；结合Mott-Schottky曲线和EIS图谱证明,AISI 304不锈钢的等效电路为R(QR)(QR),YN相的等效电路为R(QR),与AISI 304不锈钢相比γN相改性层的空间电荷层电阻增大了1个数量级,电极反应速度降低,且随浸泡时间由1h增加至48h,γN相改性层始终具有优于AISI 304不锈钢的耐点蚀性能。